Исследование явлений дифракции электромагнитных волн с целью повышения разрешения технологий формирования изображений привело к теоретическому обоснованию возможности создания линз с отрицательным коэффициентом преломления, а также к созданию подобных оптических элементов. Исследования в этой области привели к появлению таких понятий, как суперлинза и метаматериал.
Суперлинза – это и есть линза с отрицательным коэффициентом преломления, способная собирать информацию в дифракционных полях т.н. ближней зоны дифракции, где содержатся сведения о наиболее мелких деталях объекта, на котором произошла дифракция электромагнитной волны.
А метаматериал – это тот материал, который и «обеспечивает» суперлинзе на его основе необычное значение (с точки зрения привычных представлений об оптике) коэффициента преломления. Примером метаматериала являются тончайшие металлические слои с контролируемой неравномерностью толщины слоя. Но метаматериал и сам по себе может представлять достаточно сложную конструкцию.
Учёные массачусетского технологического института (MIT) сконструировали суперлинзу для фокусировки радиоволн с высокой точностью и с минимальными потерями. Её конструкция образована 4 тысячами трёхмерных S-образных элементов. Вся конструкция – это плоско-вогнутая линза с отрицательным показателем преломления в диапазоне электромагнитного излучения от 10 до 13 ГГц, обеспечивающая усиление 13 dB.
«Метаматериальные» свойства конструкции этой линзы обеспечиваются как конструкцией отдельных S-элементов с характерными размерами в несколько миллиметров, так и их взаимным расположением. Формирование элементов проводилось на 3D-принтере из полимерного материала, который потом покрывался слоем меди. Масса всей конструкции – менее полуфунта.
Комментарии